磁敏傳感器百度文庫

1、磁敏傳感器姓名:專業(yè)班級:學號：摘要磁敏傳感器是利用半導體材料中的自由電子或空穴隨磁場改變其運動方向這一特性而制成的傳感器件。磁敏傳感器一般被用來檢測磁場的存在、變化、方向以及 磁場強弱，以及可引起的磁場變化物理量。目前的傳感器的品種很多，例如霍爾器件, 磁敏二極管、三極管，半導體型磁敏電阻器件，以及AMR、GMR磁敏傳感器,GMI（巨磁阻抗傳感器等。一. 國外現(xiàn)狀1屆外磁傳感器的常見種類就市場占有情況來看，國外磁敏傳感器主要品種依然是霍爾元件、磁阻元件。近期的巨磁阻元件也有良好的發(fā)展空間。2. 外磁傳感器的代表廠商：霍爾元件:日本旭化成；日本東芝；美國Honeywell公司;美國Allogr

2、o公司。磁阻 器件：日本SONY公司;荷蘭PHILIPS公司。3. 國外磁傳感器的應用情況磁敏傳感器應用的最大特點是無接觸測量?；魻栐捍艌鰷y量，做高斯計（特斯拉計的檢測探頭。電流檢測,做電流傳感器/變送器的一次元件。直流無刷電機，用于檢測轉子位置并提供激勵信號。集成開關型霍爾器件的轉速/轉數(shù)測量。強磁體薄膜磁阻器件：位移傳感器，主要有磁尺的線性長距離位移測量。角位移傳感器，主要用語轉動角度測量，廣泛應用于汽車制造業(yè)。脈沖發(fā)訊傳感器，主要用于流量檢測和轉速/轉數(shù)測量。半導體磁阻器件：主要是InSb磁阻器件。微弱磁場檢測，主要用于偽鈔識別。脈沖測量,主要用于轉速/轉數(shù)測量。國內現(xiàn)狀1國內磁傳感

3、器的常見種類及其特點目前國內磁敏傳感器經過三十余年的發(fā)展，就基礎器件的研究與開發(fā)情況，除巨 磁阻期間存有差距以外，常用其他磁敏傳感器如霍爾元件，磁阻元件等已經與國外同 類產品的水平相當。市場上應用的國產磁敏傳感器件的種類也與國外產品相當，依然是霍爾元件、磁阻元件。2國內磁傳感器件代表廠商霍爾元件：中科院半導體所，沈陽儀表科學研究院，南京中旭微電子公司。磁阻器件:沈陽儀表科學研究院（匯博思賓尼斯公司3.國內磁傳感器的應用情況電流傳感器：國內包括沈陽儀表科學研究院（思賓尼斯公司、西南自動化所等二、三十家大小不同的企業(yè)在生產和銷售電流傳感器 /變送器，其市場競爭已經白熱 化。該領域是國內磁敏傳感器應

4、用最早、最普及、最成熟的領域。直流無刷電機領域：lnSb霍爾元件為主,主要用于直流無刷電機轉子位置檢測，并 提供定子線圈電流換向的激勵信號。目前年需求量在幾億只。價格確僅有0.3元人民幣左右。該領域是磁敏傳感器用量最大的領域 ，但是在國內目前未形成工業(yè)化生 產。流量計量領域：用于電子水表、電子煤氣表、流量計等流量發(fā)訊傳感器的低功 耗薄膜磁體磁阻器件。日前，該產品由沈陽儀表科學院匯博思賓尼斯傳感技術有限 公司生產，市場空間可觀。該領域是磁敏傳感器國內最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d應用領域,目前處于市場成長期。專用測量儀表：高斯計,用于磁場檢測,在磁性材料生產及應用方面用量較多，國 內有沈陽儀表院思賓尼斯公司

5、、北京師范學院等幾家公司生產 ，其中思賓尼斯公司 的高斯計已經批量出口美國。另外，國內的磁敏傳感器在轉速/轉數(shù)測量、偽鈔識別等領域,也均有應用，但沒 有形成規(guī)模。三. 磁敏傳感器的應用1. 研究的意義和價值磁敏傳感器具有非接觸測量、高可靠、堅固耐用、測量靈敏度高等基本特點。眾所周知，磁場能夠穿透許多非金屬物質材料，因此無須直接接觸目標物體就可觸發(fā) 交換過程。通過使用磁性導體（比如鐵，磁場即可被傳導到較遠的距離，于是，信號就 能從溫度較高的區(qū)域傳送出去。因此，人們把磁場、電流、應力應變、溫度、光等 引起敏感元件磁性能的變化轉換成電信號，以這種方式來檢測相應物理量的器件叫 做磁性傳感器。它是現(xiàn)代各

6、種測量弱磁場儀器中的核心部件，從這個意義上說，磁性 傳感器技術實際上就是一種弱磁場技術。由磁性傳感器為核心的數(shù)十種測量弱磁場 的儀器，在國民經濟、科學技術、軍事醫(yī)學等領域里發(fā)揮著極其重要的作用。它們 不但用于檢測磁場的大小和方向，而且還和永磁體等組合，用于位置、速度、角度、 溫度、電流等各種非磁學量的非接觸檢測，在工農業(yè)生產、管理、辦公自動化中擔 負著日益重要的檢測和控制功能的作用；在資源開發(fā)、能源節(jié)能、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生 等領域里也發(fā)揮著極其重要的作用。2. 磁敏傳感器的工作原理磁敏傳感器，顧名思義就是感知磁性物體的存在或者磁性強度（在有效范圍內這 些磁性材料除永磁體外，還包括順磁材料（鐵、鉆、

7、鎳及其它們的合金當然也可包括 感知通電（直、交線包或導線周圍的磁場。（1傳統(tǒng)的磁檢測中首先被采用的是電感線圈為敏感元件。特點正是無須在線 圈中通電，一般僅對運動中的永磁體或電流載體起敏感作用。后來發(fā)展為用線圈組 成振蕩槽路的。如探雷器，金屬異物探測器,測磁通的磁通計等（磁通門，振動樣品磁 強計。（2霍爾效應:通電的載體在受到垂直于載體平面的外磁場作用時，則載流子受到 洛倫茲力的作用，并有向兩邊聚集的傾向，由于自由電子的聚集（一邊多一邊必然少從 而形成電勢差，在經過特殊工藝制備的半導體材料這種效應更為顯著。從而形成了 霍爾元件。早期的霍爾效應的材料In sb（銻化銦。為增強對磁場的敏感度，在材料

8、方 面半導體IIIV元素族都有所應用。近年來，除Insb之外,有硅襯底的，也有砷化傢 的?；魻柶骷捎谄涔ぷ鳈C理的原因都制成全橋路器件，其內阻大約都在150Q 500Q之間。對線性傳感器工作電流大約在 210mA左右，一般采用恒流供電 法。（3Insb與硅襯底霍爾器件典型工作電流為 10mA。而砷化傢典型工作電流為2mA。作為低弱磁場測量，我們希望傳感器自身所需的工作電流越低越好。（因為電源周圍即有磁場，就不同程度引進誤差。另外，目前的傳感器對溫度很敏感，通的電流大了，有一個自身加熱問題。(溫升就造成傳感器的零漂。這些方面除外附補償 電路外，在材料方面也在不斷的進行改進。(4霍爾傳感器主要有兩

9、大類，一類為開關型器件，一類為線性霍爾器件，從結構形 式(品種及用量、產量前者大于后者。霍爾器件的響應速度大約在1us量級。3. 磁敏傳感器的發(fā)展特點(1集成電路技術的應用.將硅集成電路技術應用于磁敏傳感器，制成集成磁敏 傳感器。(21 nSb薄膜技術的開發(fā)成功，使得霍爾器件產能劇增，成本大幅度下降。(3強磁體合金薄膜得到廣泛應用.各種磁阻器件出現(xiàn)，應用領域廣泛。(4巨磁電阻多層薄膜的研究與開發(fā).新器件的高靈敏度，高穩(wěn)定性,引起研制高密 度記錄磁盤讀出頭的科技人員的極大關注。(5非晶合金材料的應用.與基礎器件配套應用，大大改善了磁傳感器性能。(6E V族半導體異質結構材料的開發(fā)和應用.通過外延技術，形成異質結構,提 高磁敏器件的性能。4磁敏傳感器的應用磁敏傳感器中，霍爾元件及霍爾傳感器的生產量是最大的。它主要用于無刷直流電機(霍爾電機中，這種電機用于磁帶錄音機、錄像機、 XY記錄儀、打印機、電 唱機及儀器中的通風風扇等。另外，霍爾元件及霍爾傳感器還用于測轉速、流量、 流速及利用它制成高斯計、電流計、功率計等儀器。磁敏傳感器是傳感器產品的一個重要組成部分，隨著我國磁敏傳感器技術的發(fā) 展,其產品種類和質量將會得到進一步發(fā)展和提高，進軍汽車，民用儀表等這些量大面廣的應用領域即將實現(xiàn)國產的電流傳感器，高斯計等產品日前已經開始走入國